Algoritmos de Hash de Criptomoeda Explicados

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Cada criptomoeda usa seu algoritmo de criptografia específico. É o que o equipamento de mineração descriptografa, garantindo o funcionamento do blockchain, processando transações e recebendo recompensas na forma de moedas de uma determinada criptomoeda. Sem mais delongas, vamos mergulhar no mundo das funções de hash criptográfico. 

O que Significa Algoritmo de Hash

Os algoritmos de criptomoeda são um conjunto de mecanismos e regras criptográficas específicos que criptografam uma moeda digital. Os mineradores que usam equipamentos especiais descriptografam o algoritmo de uma determinada criptomoeda. Esse processo consiste em encontrar um hash. 

Assim que o hash correto é encontrado, um novo bloco é gerado na blockchain, que armazena informações sobre transações, o hash do bloco anterior, a quantidade recebida pelo minerador etc. 

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O processo de descriptografia (ou mineração de moedas) transforma um conjunto de dados aleatórios em informações sistemáticas ordenadas, posteriormente registradas na blockchain. Hoje, existem várias dezenas de algoritmos de criptomoeda. 

Alguns algoritmos são mais populares e são usados ​​para várias criptomoedas (blockchains). Por exemplo, os algoritmos mais comuns são SHA-256, Scrypt, Ethash, X11, Lyra2Z, Equihash e RandomX. Explicaremos cada um deles abaixo. 

SHA-256

O que é um hash Bitcoin e SHA-256

SHA-256 é um algoritmo de criptografia seguro que ganhou popularidade devido ao código Bitcoin. A abreviação SHA é Secure Hash Algorithm, e 256 significa que o algoritmo de criptomoeda gera um hash de 256 bits, ou seja, uma sequência de 256 bits. O valor de hash para criptomoedas baseadas em SHA-256 é calculada em unidades de Gigahash por segundo (GH/s). Demora de seis a dez minutos para criar um bloco.

A Agência de Segurança Nacional dos EUA inventou o algoritmo SHA-256 em 2001. Faz parte da família de algoritmos SHA. Agora, é o único algoritmo de criptomoeda dessa família que passou no teste de resistência a tipos de ataques como detecção de colisão e detecção inversa de imagens, que tem uma solução decisiva para a segurança de criptomoedas com base nesse algoritmo.

Além das criptomoedas, o SHA-256 também é amplamente usado em algumas outras tecnologias. Por exemplo, a operação de protocolos de segurança como TLS, SSL, PGP, SSH, construído no SHA-256. 

Em 2009, quando o Bitcoin era conhecido apenas por algumas pessoas, computadores comuns eram usados ​​para mineração, que realizava cálculos usando um processador central. Mais tarde, eles começaram a usar processadores gráficos mais poderosos. No entanto, agora a popularidade do Bitcoin é enorme. O uso de mineradoras ASIC, dispositivos especiais com alto poder de computação, tornou-se economicamente rentável.

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O Bitcoin é usado no algoritmo SHA-256, bem como outras criptomoedas, principalmente forks de Bitcoin. 

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Criptomoedas do algoritmo SHA-256: 

Scrypt

Scrypt é um algoritmo de mineração de criptomoedas. A velocidade de criação de blocos em uma blockchain baseada em Scrypt é de cerca de 30 segundos. O hashrate é medido em Megahash por segundo (MH/s). Scrypt se tornou popular por causa da criptomoeda Litecoin.

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Quando o algoritmo Scrypt surgiu, logo ficou claro que a mineração de bitcoin é muito fácil de monopolizar, porque a simplicidade da função SHA-256 permite automatizar o processo de mineração. Portanto, o principal objetivo da criação do Scrypt era complicar o mecanismo de geração de blocos devido ao aumento dos requisitos de recursos utilizados nas operações de computação. 

Em particular, a quantidade de RAM é crucial, enquanto os requisitos para consumo de energia e potência de processamento são muito menores do que no caso do SHA-256. Inicialmente, processadores centrais e gráficos eram usados ​​para extrair criptomoedas com base no Scrypt. No entanto, o algoritmo não resistiu às empresas de mineração e, em 2014, foi criada a primeira moeda ASIC para Scrypt.

O algoritmo de mineração Scrypt é a base para as seguintes criptomoedas: 

Equihash

Equihash é um algoritmo de criptomoeda anônimo lançado em 2016. A primeira criptomoeda que usou o Equihash como base foi o Zcash. A criação de blocos leva 150 segundos e o hash é medido em Megahash por segundo (MH/s).

A base desse algoritmo é uma função hash, baseada no princípio do problema de aniversário. É uma regularidade matemática usada para calcular a probabilidade. A regra diz:

Se houver 23 pessoas em uma sala, a probabilidade de que pelo menos duas delas tenham aniversário no mesmo dia é de 50%. Com base nesse padrão, a probabilidade de encontrar o número de referência no processo de mineração é 2, elevada à potência de N e dividida por 2.

Esse algoritmo de criptomoeda foi desenvolvido por Alex Biryukov e Dmitry Khovratovich, cientistas da Universidade do Luxemburgo, que fazem parte do grupo de pesquisa CryptoLUX. Em 2016, o empreendimento foi apresentado em um círculo completo. 

O Equihash precisa da quantidade de RAM e não da velocidade do processamento de cálculos matemáticos. Isso torna a mineração resistente a ASIC e a rede mais descentralizada. 

Para minerar criptomoedas em execução no Equihash, são usadas placas de vídeo com uma capacidade de memória mínima de 2 GB. A GPU mais adequada é a NVidia.

Melhor GPU para mineração

No entanto, os dispositivos ASIC também foram desenvolvidos para minerar Equihash. Hoje, os mais populares são o Antminer Z9 Mini da Bitmain e o A9 ZMaster da Innosilicon. 

As criptomoedas mais populares em execução no algoritmo Equihash: 

Ethash

O que é o Ethash?

Ethash (Dagger Hashimoto) é um algoritmo de criptomoeda desenvolvido explicitamente para a mineração Ethereum. Esse algoritmo de hash é baseado em dois algoritmos diferentes: Dagger, criado por Vitalik Buterin, e Hashimoto (o nome consiste nas palavras hash, shift e módulo), desenvolvido pelo programador Thaddeus Dryja. O hashrate do algoritmo Ethash é medido em Megahash por segundo (MH/s).

Dagger é um algoritmo de criptomoeda que precisa de uma memória da placa de vídeo. O princípio de sua operação é semelhante ao Scrypt, mas seu desempenho é maior. Isso é especialmente perceptível em condições de aumento da complexidade da rede. No entanto, o Dagger tem algumas vulnerabilidades, portanto só é eficaz quando emparelhado com o Hashimoto. 

O algoritmo Hashimoto trabalha com operações de E/S em um modo especial. Em particular, limita a velocidade de produção, porque a quantidade de memória para escrever e ler informações não é infinita. Hashimoto é um algoritmo de criptomoeda que requer uma grande quantidade de memória, devido ao qual não é possível executar um grande número de operações de entrada/saída, ou seja, para descriptografia, não funcionará para usar o método de uma seleção infinita de valores aleatórios. Essa foi a principal razão pela qual os dispositivos ASIC não eram adequados para a mineração Ethereum. 

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Os processadores GPU são adequados para a mineração de moedas de Ethahs. As placas de vídeo mais eficazes são a AMD. No entanto, o uso de placas de vídeo da série Nvidia 10 traz bons lucros para mineradores. O principal requisito é um alto indicador de RAM, que aumenta constantemente devido à crescente complexidade da rede. 

AMD e Nvidia

Como dissemos acima, os dispositivos ASIC não eram adequados para a extração de moedas com base no Ethash. No entanto, tudo mudou no verão de 2018, quando o maior fabricante chinês de mineradoras Bitmain lançou o modelo Innosilicon A10 ETHMaster, ou seja, ASIC para Ethereum.

Ethash foi criado para o Ethereum. No entanto, outras moedas também começaram a usar esse algoritmo. As seguintes criptomoedas usam o Ethash: 

X11

O algoritmo de criptografia X11 foi desenvolvido por Evan Duffield, o criador de uma das principais moedas de criptografia Dash. Tudo começou com o fato de que ele queria melhorar o anonimato e a permutabilidade do Bitcoin, mas a comunidade não aprovou sua ideia. Então Evan não teve escolha a não ser criar sua própria criptomoeda. 

Segundo Duffield, o desenvolvimento levou apenas um fim de semana. A vantagem do X11 é que as criptomoedas de mineração criadas em sua base são muito econômicas em termos de consumo de energia. A eficiência energética é apenas um bônus interessante, pois Evan não se propôs a criar um algoritmo que não exigisse grandes custos de energia. 

Os experimentos mostraram que a mineração do Dash em placas de vídeo consome 30-50% menos eletricidade do que a mineração de Bitcoin em dispositivos ASIC. Para extrair moedas que funcionam com base no algoritmo X11, você pode usar não apenas a GPU, mas também a CPU. Hoje, esse é um dos poucos algoritmos que permite a mineração de processadores, tornando-o atraente para mineradores individuais e pequenas empresas. 

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Também existem ASICs para mineração de criptomoedas baseadas no algoritmo X11. Como o próprio criador do X11 admitiu, ele não tentou criar um algoritmo resistente ao ASIC, mas fez todo o possível para que os fabricantes tivessem que trabalhar duro. 

No momento, o X11 não é o único do tipo que usa mais de uma função de hash. Seguindo seu exemplo, outros algoritmos foram criados também baseados na integração de várias funções de hash: X12, X13, X14, X14, X15, X16 e até X17. No entanto, o X11 ainda é o mais popular. 

As seguintes moedas são criadas no algoritmo de criptomoeda X11: 

  • Dash (DASH)
  • Pura (PURA)
  • Tao (XTO)
  • Synergy (SNRG)
  • Enigma (ENG)
  • CannabisCoin (CANN).

RandomX

Rentabilidade RandomX Monero – Minerar Monero passo a passo

RandomX é um algoritmo de Prova de Trabalho otimizado para placas gráficas de uso geral (GPUs) e processadores de uso geral (CPUs). A principal característica da inovação é a execução de diferentes partes do código em ordem aleatória e o carregamento da memória do dispositivo.

Algoritmo de Prova de Trabalho Explicado

O RandomX usa uma máquina virtual que executa programas em um conjunto de instruções especiais. Esses programas podem ser convertidos para o código do processador em tempo real. Como resultado, a saída dos programas executados é combinada em um resultado de 256 bits usando a função de hash criptográfica Blake2b.

O Random X suporta mineração com CPU e GPU (AMD e Nvidia). A maioria dos modelos de CPU da Intel e AMD a partir de 2011 devem ser bastante eficientes no RandomX, além de placas de vídeo com pelo menos 2 GB de memória.

FPGAs regulares não podem funcionar no RandomX porque não têm tempo para reconfigurar dinamicamente seus circuitos. Modelos mais eficientes podem explorar esse algoritmo emulando o processador. No entanto, os FPGAs serão muito menos eficientes que os mesmos CPUs.

Criptomoedas que usam o RandomX:

Lyra2Z/Lyra2REv2

Lyra2z – Um algoritmo de criptografia eficiente e amigável à CPU

Lyra2Z e Lyra2REv2 são algoritmos que usam as funções Blake256 e Lyra2, que se alteram sucessivamente. Eles são otimizados para reduzir o consumo de energia ao minerar em placas de vídeo.

Os algoritmos Lyra2Z/Lyra2REv2 são muito populares para mineração de criptomoedas em placas de vídeo Nvidia, incluindo:

Considerações Finais

Para resumir todas as declarações acima, todas as criptomoedas usam algoritmos de hash diferentes, responsáveis ​​pela operação da blockchain. Com a ajuda deles, a descriptografia é bem-sucedida e, graças a eles, a confiabilidade dos dados é garantida.

A indústria de criptomoedas ainda está no início de seu desenvolvimento. Todos os dias, novos tipos de construção de consenso na blockchain aparecem. Os algoritmos de criptomoeda mudam e melhoram. Tais eventos são fascinantes de se observar no mercado.


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